(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
双安定性ディスプレイ上の画像アーチファクトを低減するための方法であって、
１以上の前に表示された画像データに基づき、ハーフトーン処理を利用して前記双安定性ディスプレイに対する画像のピクセルを生成するステップを有し、
前記ピクセルを生成するステップは、前記画像データをディザ処理された出力画像に変換し、前記ディザ処理された出力画像を直前に表示された画像データに適用するハーフトーン処理の一部として利用する方法。
【請求項２】
前記ハーフトーン処理は、エラー拡散を有し、
各ピクセルに係る表示量子化エラーに基づく各ピクセルの入力エラーに応答するエラー拡散フィルタからの出力を利用して、入力される画像データを変更する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
双安定性ディスプレイ上の画像アーチファクトを低減するための装置であって、
１以上の前に表示された画像データに基づき、ハーフトーン処理を利用して前記双安定性ディスプレイに対する画像のピクセルを生成するハーフトーン処理ユニットを有し、
前記ハーフトーン処理ユニットは、前記画像データをディザ処理された出力画像に変換し、前記ディザ処理された出力画像を直前に表示された画像データに適用するハーフトーン処理の一部として利用する装置。
【請求項４】
前記ハーフトーン処理は、エラー拡散を有し、
各ピクセルに係る表示量子化エラーに基づく各ピクセルの入力エラーに応答するエラー拡散フィルタからの出力を利用して、入力される画像データを変更する、請求項３記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理の分野に関し、より詳細には、本発明は、双安定性ディスプレイ（電気泳動ディスプレイなど）又は双安定性ディスプレイに類似した特性を有する他のディスプレイのアーチファクトを低減するための画像処理の実行に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気泳動ディスプレイは、電子ペーパーの応用、紙状の外観、各種照明状態での良好な信頼性及び超低電力消費が望まれるスマート携帯装置のさらなる生成のための有望な技術として知られている。Ｅ  Ｉｎｋのマイクロカプセル電気泳動ディスプレイ（ＭＥＰ）などの多くの電気泳動ディスプレイが、高い解像度（８００×６００以上など）を可能にし、５０Ｈｚ（フレーム毎に２０ｍｓ）フレームレートが通常使用されるものと同様の従来のアクティブマトリックスＴＦＴアレイを利用して構築することが可能である。
【０００３】
しかしながら、Ｅ  ＩｎｋのＭＥＰなどの多くの電気泳動ディスプレイにおける電気インク遷移状態の電気光学的特性は、１Ｌ＊明度解像度（ｌｉｇｈｔｎｅｓｓ  ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）を実現するため、２００Ｈｚ（フレーム毎に５ｍｓ）の最小のフレーム更新レートを必要とする。ここで、１Ｌ＊とは、ＣＩＥＬＡＢ（ＣＩＥ  １９７６  Ｌ＊ａ＊ｂ＊）カラースペースにおける明度の認識可能な差異を表す。このフレーム更新レートは、現在の高解像度アクティブマトリックスディスプレイにとって実用的なものでない。このため、５０Ｈｚフレームレートディスプレイでは、１Ｌ＊より大きな明度の差異が同一の現在のグレイレベル状態であるが、異なる前のグレイレベル状態を有するピクセルに生じるとき、前の画像のゴーストが画面上に出現しうる。図１は、電気インクディスプレイ上の２つの領域における明度の不一致を示す。
【０００４】
図１を参照するに、前の画像は白い背景を有する黒の文字“Ｏ”であり、現在の画像はライトグレイの背景を有する黒の文字“Ｔ”である。黒からライトグレイへの遷移及び白からライトグレイへの遷移は、人間が認識可能な明度の差異を生じさせ、それは所望されない前の画像のゴーストアーチファクトとして出現する。
【０００５】
図２は、電子ディスプレイにおける異なるグレイ状態の遷移に対するパルス幅及び明度レスポンスを示すことによって、ゴーストが生じる理由のさらなる詳細を示す。本質的に、ゴーストは、パルス幅の限られた解像度による２つの遷移状態の間の明度のディスプレイ量子化誤差である。図２に示されるように、１フレームの幅が各パルス幅の最小単位であり、ディスプレイフレームレート（典型的には、５０Ｈｚ）により制限される。
【０００６】
ゴーストは、電気泳動ディスプレイにおける電子インクスイッチ状態の望ましくない特性であり。画面上に重大なイメージングアーチファクトを生じさせる。この問題を解決するため、１つの手段は電子状態遷移を起動させるためのディスプレイコントローラの最適化された波形を構成することである。所望のインパルス幅は、起動パルスシーケンスを変化させることによって変調される。図３は、電子インクディスプレイ上でダークグレイからライトグレイへの遷移を制御するのに使用されるＥ  Ｉｎｋのディスプレイからの２つのタイプの波形、すなわち、直接波形と間接波形を示す。直接波形は、最も精度が低く、すなわち、最も悪いゴーストアーチファクトを生じさせ、間接波形は、より良好な精度をもたらすが、画面上に望ましい様相でない閃光を要求する。間接波形は測定及び電気工学的なモデル予測を通じて最適化可能であるが、閃光と精度との間に常に矛盾が存在することとなる。本質的に、このアプローチは、上述したパルス幅変調ケースにおいてフレーム更新レートにより設定されるインパルス幅解像度により大きく制限される。さらなる情報について、Ｚｅｈｎｅｒらによる“Ｄｒｉｖｅ  Ｗａｖｅｆｏｒｍｓ  ｆｏｒ  Ａｃｔｉｖｅ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ”（Ｄｉｇｅｓｔ  ｏｆ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  ｐａｐｅｒｓ，  ＳＩＤ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ，２００３，ｐｐ．８４２−８４５）、及びＡｍｕｎｄｓｏｎ  ＆  Ｓｊｏｄｉｎによる“Ａｃｈｉｅｖｉｎｇ  Ｇｒａｙｔｏｎｅ  Ｉｍａｇｅｓ  ｉｎ  ａ  Ｍｉｃｔｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ  Ｄｉｓｐｌａｙ”（Ｄｉｇｅｓｔ  ｏｆ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  ｐａｐｅｒｓ，ＳＩＤ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ，２００６，ｐｐ．１９１８−１９２１）を参照されたい。
【０００７】
また、電圧を変化させることによって所望のインパルス幅を実現することが可能である。しかしながら、これは、複数の電圧を提供するより複雑なディスプレイドライバを必要とするため、望ましくないアプローチである。Ｅ  Ｉｎｋからのゴーストリダクションのためのいくつかの異なる手段が存在し、そのすべてが特殊な駆動パルスによる波形の調整に着目している。さらなる情報については、米国特許出願第２００７／００８０９２６Ａ１“Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｄｒｉｖｉｎｇ  ａｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｄｅｖｉｃｅ  ｗｉｔｈ  Ｒｅｄｕｃｅｄ  Ｉｍａｇｅ  Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ”、ＰＣＴ出願ＷＯ２００５／０９６２５９Ａ１“Ａｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ  Ｄｉｓｐｌａｙ  ｗｉｔｈ  Ｒｅｄｕｃｅｄ  Ｃｒｏｓｓ  Ｔａｌｋ”、及びＰＣＴ出願ＷＯ２００５／０５０６１０Ａ１“Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｒｅｄｕｃｉｎｇ  Ｅｄｇｅ  Ｉｍａｇｅ  Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ  ｉｎ  ａｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ  Ｄｉｓｐｌａｙ”を参照されたい。
【０００８】
上述した問題点を解決するため従来は使用されていなかったが、いくつかの従来技術による画像処理技術がある。これらは、従来のハーフトーン処理、時空間ディザ処理及びビデオハーフトーン処理を含む。従来のハーフトーン処理は、プリンタ及びディスプレイについて機能する。しかしながら、これら従来のハーフトーン処理のすべては空間次元においてのみ機能し、何れの方法も電気泳動ディスプレイに対して設計されたものでない。さらなる情報について、Ｍ．Ａｎａｌｏｕｉ及びＪ．Ｐ．Ａｌｌｅｂａｃｈによる“Ｍｏｄｅｌ−Ｂａｓｅｄ  Ｈａｌｆｔｏｎｉｎｇ  Ｕｓｉｎｇ  Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂｉｎａｒｙ  Ｓｅａｒｃｈ”（Ｐｒｏｃ．１９９２  ＳＰＩＥ／ＩＳ＆Ｔ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．１６６６，Ｓａｎ  Ｊｏｓｅ，ＣＡ，Ｆｅｂ．９−１４，１９９２，ｐｐ．９６−１０８）、及びＢ．Ｋｏｌｐａｔｚｉｋ及びＣ．Ａ．Ｂｏｕｍａｎによる“Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ  Ｅｒｒｏｒ  Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｉｍａｇｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ”（Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｉｍａｇｉｎｇ，Ｖｏｌ．６９，Ｎｏ．１０，ｐｐ．１３４０−１３４９，Ｏｃｔ．１９７９）を参照されたい。
【０００９】
時空間ディザ処理は、空間次元と時間次元の両方での表示のため、グレイレベル量子化エラーを画像の次フレームに拡散することによって、低い解像度をより高い解像度を表示装置上に生成する。さらなる情報について、１９９３年１０月１９日に発行されたＦｅｉｇｅｎｂｌａｔｔらによる米国特許第５，２５４，９８２号“Ｅｒｒｏｒ  ｐｒｏｐａｇａｔｅｄ  ｉｍａｇｅ  ｈａｌｆｔｏｎｉｎｇ  ｗｉｔｈ  ｔｉｍｅ−ｖａｒｙｉｎｇ  ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ”、２００４年３月３０日に発行されたＭａｒｔｉｎらによる米国特許第６，７１４，２０６号“Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｓｐａｔｉｏ−Ｔｅｍｐｏｒａｌ  Ｄｉｔｈｅｒｉｎｇ”（ＳＩＤ  ‘９３  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  Ｄｉｇｅｓｔ，Ｓｅａｔｔｌｅ，ＷＡ，Ｍａｙ  １７−２１，１９９３，ｐｐ．１５５−１５８）を参照されたい。
【００１０】
ビデオハーフトーン処理は、限られた解像度とカラーパレットを有する表示装置にデジタルビデオシーケンスをレンダリングする。本質的なアイデアは、ピクセルの量子化エラーをそれの時空間的な近傍に拡散することによって、解像度の強さとカラー解像度を向上させるために時空間解像度をトレードすることである。このエラー拡散処理は、分離可能な１次元時間エラー拡散と２次元空間エラー拡散とを含む。さらなる情報について、Ｚ．Ｓｕｎによる“Ｖｉｄｅｏ  ｈａｌｆｔｏｎｉｎｇ”（ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ  ｏｎ  Ｉｍａｇｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，１５（３），ｐｐ．６７８−８６，Ｍａｒｃｈ，２００６）、及びＣ．Ｂ．Ａｔｋｉｎｓ，Ｔ．Ｊ．Ｆｌｏｈｒ，Ｄ．Ｐ．Ｈｉｌｇｅｎｂｅｒｇ，Ｃ．Ａ．Ｂｏｕｍａｎ及びＪ．Ｐ．Ａｌｌｅｂａｃｈによる“Ｍｏｄｅｌ−ｂａｓｅｄ  ｃｏｌｏｒ  ｉｍａｇｅ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ  ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ”（ｉｎ  Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ：Ｈｕｍａｎ  Ｖｉｓｉｏｎ，Ｖｉｓｕａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ａｎｄ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｖ，１９９４，ｖｏｌ．２１７９，ｐｐ．３１０−３０９）を参照されたい。
【発明の概要】
【００１１】
ディスプレイ（電子ペーパーなど）上の画像アーチファクトを低減するための方法及び装置が開示される。一実施例では、本方法は、１以上の前に表示された画像のデータに基づき、ハーフトーン処理を利用して双安定性ディスプレイに対する画像の各ピクセルを生成するステップを有する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本発明は、以下に与えられる詳細な説明と本発明の各種実施例の添付図面とからより十分に理解されるであろう。しかしながら、これらの実施例は、本発明を具体的な実施例に限定されるものでなく、単なる説明及び理解のためのものである。
【００１３】
【図１】図１は、双安定性ディスプレイ上の明度の不一致を示す。
【図２】図２は、電子インクのグレイレベル状態遷移のための反射レスポンスを示す。
【図３】図３は、ダークグレイからライトグレイへの遷移の波形を示す。
【図４Ａ】図４Ａは、前に処理された画像データを利用したハーフトーン処理により画像を処理するためのプロセスの一実施例のフロー図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、画像シーケンス相関ハーフトーン処理のためのアーキテクチャの一実施例のデータフロー図である。
【図５】図５は、表示量子化エラーのルックアップテーブル（ＬＵＴ）を有するエラー拡散モジュールの一実施例のブロック図である。
【図６】図６は、表示量子化エラーのための独立した拡散フィルタを有するエラー拡散モジュールの他の実施例のブロック図である。
【図７】図７は、表示量子化エラーモデリングを示すブロック図である。
【図８】図８は、画像シーケンス相関ハーフトーン処理のためのアーキテクチャの他の実施例のデータフロー図である。
【図９】図９は、コンピュータシステムの一実施例のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
双安定性ディスプレイ（電気泳動ディスプレイなど）上のイメージングアーチファクトを低減する画像処理方法が説明される。これらのアーチファクトは、ゴーストによるものであるかもしれない。一実施例では、イメージングアーチファクトは、前に表示された画像を考慮することによって、表示されるべき画像（グレイスケール画像）に対してハーフトーン処理を実行することにより低減される。一実施例では、各入力画像は、ここに記載される画像シーケンス相関エラー拡散アルゴリズムを利用することによって、表示用のディザ処理された出力画像に変換される。
【００１５】
一実施例では、エラー拡散はハーフトーン処理に利用され、エラー拡散アルゴリズムは、現在の出力ピクセルと共に前の各出力ピクセルを考慮する。各グレイレベル遷移の予測された表示エラーは、エラー拡散フィルタのフィードバックループに含まれる。一実施例では、エラー拡散フィードバックループに供給される各グレイレベル状態遷移の表示エラーは、遷移状態の各ペアに対する表示エラーのルックアップテーブルを利用して生成される。
【００１６】
ここに記載される技術は、電子インクディスプレイの電気光学モデルの予測に依拠せず、また高度な波形設計に大きく依存するものでないことに留意されたい。これは、波形最適化の基準が提案された画像処理アプローチを適用することによって大きく緩和することが可能であることを意味する。
【００１７】
以下の説明において、本発明のさらなる完全な説明を提供するため、多数の詳細が与えられる。しかしながら、本発明がこれら具体的な詳細なしに実現可能であることは当業者に明らかであろう。他の例では、周知の構成及び装置は、本発明を不明りょうにすることを回避するため、詳細でなくブロック図の形式により示される。
【００１８】
以下の詳細な説明の一部は、コンピュータメモリ内のデータビットの演算のアルゴリズム及びシンボル表現に関して提供される。これたアルゴリズムによる記述及び表現は、当業者に自己の研究の本質を最も効果的に伝えるため、データ処理分野の当業者により使用される手段である。アルゴリズムは、ここではまた一般に、所望の結果を導く自己完結したステップシーケンスであると考えられる。通常は、必要ではないが、これらの数量は格納、伝送、合成、比較及び他の操作が可能である電気又は磁気信号の形態をとる。主として通常の使用のため、これらの信号をビット、値、要素、シンボル、文字、項、数字などとして参照することが場合によっては便利であることがわかる。
【００１９】
しかしながら、上記及び類似する用語が適切な物理量に関連付けされ、これらの数量に適用される単なる便宜上のラベルであることに留意すべきである。以下の説明から明らかなように特段の記載がない場合、本記載を通じて、“処理”、“計算”、“算出”、“決定”、“表示”などの用語を使用した説明は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内の物理（電子）量として表現されるデータを操作し、コンピュータシステムメモリ、レジスタ又は他の同様の情報ストレージ、伝送若しくは表示装置内の物理量として同様に表現される他のデータに変換するコンピュータシステム又は同様の電子計算装置のアクション及びプロセスを表すことが理解される。
【００２０】
本発明はまた、ここでの処理を実行する装置に関する。この装置は、要求された目的について具体的に構築され、又はコンピュータに格納されているコンピュータプログラムにより選択的に起動又は再構築される汎用コンピュータから構成されてもよい。このようなコンピュータプログラムは、以下に限定するものでないが、フロッピー（登録商標）ディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ及び光磁気ディスクを含む何れかのタイプのディスク、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ  ＥＰＲＯＭ）、磁気若しくは光カード、電子命令を格納するのに適した何れかのタイプの媒体などのコンピュータ可読記憶媒体に格納されてもよく、それぞれがコンピュータシステムバスに接続される。
【００２１】
ここに提供されるアルゴリズム及びディスプレイは、本来的には何れか特定のコンピュータ又は他の装置に関連するものでない。各種汎用システムが、ここでの教示に従ってプログラムにより利用され、又は要求される方法ステップを実行するためより特化した装置を構築することが便利であるとわかるかもしれない。様々な上記システムについて要求される構成は、以下の記載から明らかになるであろう。さらに、本発明は、何れか特定のプログラミング言語を参照して説明されていない。各種プログラミング言語がここに記載される本発明の教示を実現するのに利用可能であることが理解されるであろう。
【００２２】
マシーン可読媒体は、マシーン（コンピュータなど）により可読な形式により情報を格納又は伝送するための何れかの機構を含む。例えば、マシーン可読媒体は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリ装置、電気、光、音響又は他の形式による伝搬信号（搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）などを含む。
［画像シーケンス相関ハーフトーン処理の概略］
ここに記載される本発明の一実施例は、画像シーケンス相関ハーフトーン処理技術を利用して双安定性ディスプレイ上のアーチファクトを低減する。双安定性ディスプレイは、電気泳動ディスプレイ及びコレステリック液晶ディスプレイを含む。
【００２３】
一実施例では、ハーフトーン処理はエラー拡散を利用して実現される。しかしながら、限定されるものでないが、オーダードディザ処理を含む何れかのハーフトーン処理方法が利用可能である。一実施例では、エラー拡散アルゴリズムはディスプレイ量子化エラーの利用（及び影響）を含む。
【００２４】
図４Ａは、画像処理プロセスの一実施例のフロー図である。本プロセスは、ハードウェア（回路、専用ロジックなど）、ソフトウェア（汎用コンピュータシステム又は専用マシーン上で実行されるものなど）又は両者の組み合わせを有する処理ロジックにより実行される。
【００２５】
図４Ａを参照するに、本プロセスは画像を表示するためのデータを生成することによって開始される（処理ブロック４０１）。一実施例では、画像のデータが、１以上の処理演算を利用して生成される。一実施例では、双安定性ディスプレイは電気泳動ディスプレイを有する。一実施例では、画像データはグレイスケール画像に対するものである。
【００２６】
次に、処理ロジックが、任意的に画像データをメモリバッファに格納する（処理ブロック４０２）。
【００２７】
画像データが利用可能になると、処理ロジックは、前に表示された画像のデータに基づきハーフトーン処理を利用して、双安定性ディスプレイのための画像の各ピクセルを生成する（処理ブロック４０３）。一実施例では、処理ロジックは、画像データをディザ処理された出力画像に変換し、直前に表示された画像に適用されるハーフトーン処理の一部としてディザ処理された出力画像を利用して、画像の各ピクセルを生成する。一実施例では、ハーフトーン処理はエラー拡散を有する。
【００２８】
一実施例では、エラー拡散は表示量子化エラーを含む。一実施例では、エラー拡散は、各ピクセルに係る表示量子化エラーに基づく各ピクセルの入力エラーに応じたエラー拡散フィルタからの出力を利用して、入力画像データを変更する。一実施例では、入力エラーはグレイレベル量子化エラーに基づき、表示量子化エラーは、表示量子化エラーのルックアップテーブル（ＬＵＴ）を使用して生成される。一実施例では、前に表示された画像のデータに基づくハーフトーン処理を利用した双安定性ディスプレイの画像の各ピクセルの生成は、変えに表示された画像とディザ処理された出力画像のピクセル値の入力を有したＬＵＴを利用して、表示量子化エラーを生成することを含む。
【００２９】
一実施例では、エラー拡散処理は、グレイレベル量子化エラーと表示量子化エラーの各フィルタを別々に適用する。この場合、前に表示された画像のデータに基づくハーフトーン処理を利用した双安定性ディスプレイの画像の各ピクセルの生成は、前に表示された画像とディザ処理された出力画像のピクセル値の入力を有するＬＵＴを利用した表示量子化エラーの生成を含む。
【００３０】
一実施例では、各グレイレベル遷移について予測された表示量子化エラーは、エラー拡散フィルタのフィードバックループに含まれる。
【００３１】
図４Ｂは、画像シーケンス相関ハーフトーン処理を実行するための画像処理アーキテクチャの一実施例のデータフロー図である。画像シーケンス相関ハーフトーン処理では、各グレイスケール入力画像は、表示される前にハーフトーン処理され、出力ハーフトーン画像は、次の画像のハーフトーン処理の入力として利用される。一実施例では、ハーフトーン処理は白黒アルゴリズムである。他の実施例では、ハーフトーン処理はマルチビットアルゴリズムである。
【００３２】
図４Ｂの各処理ブロックは、ハードウェア（回路、専用ロジックなど）、ソフトウェア（汎用コンピュータシステム又は専用マシーン上で実行されるものなど）又は両者の組み合わせを有する処理ロジックを有する。
【００３３】
図４Ｂを参照するに、任意的な１以上の画像処理ブロック４０１が、任意的にバッファメモリ４０２に格納されるグレイスケール画像ｋ−１を生成する。ハーフトーン処理ブロック４０３は、ディザ処理された画像ｋ−１を生成するため、前の画像データに基づきグレイスケール画像ｋ−１に対するハーフトーン処理を実行する。ディザ処理された画像ｋ−１はまた、バッファメモリ４０４に任意的に格納されるかもしれない。その後、ディザ処理された画像ｋ−１がディスプレイ４０５に送信される。ディザ処理された画像ｋ−１はまた、ディザ処理された画像ｋを生成するため、グレイスケール画像ｋのハーフトーン処理に使用するためハーフトーン処理ブロック４０３にフィードバックされる。ディザ処理された画像ｋは、次にディザ処理された画像ｋ＋１を生成するため、グレイスケール画像ｋ＋１に対するハーフトーン処理を実行するのに利用するためハーフトーン処理ブロック４０３にフィードバックされる。このプロセスが以降のすべての画像について繰り返される。
【００３４】
画像ｋ−１、ｋ及びｋ＋１などは、同一のメディアのフレームシーケンスであるかもしれない。そのようなケースでは、フレーム・ツー・フレームハーフトーン処理は、ここに記載されるプロセスを利用して実行される。
【００３５】
図５は、ハーフトーン処理ブロック４０３の一実施例のブロック図である。与えられるようなハーフトーン処理ブロック４０２は、表示量子化エラーのルックアップテーブルを有するエラー拡散を実行する。エラー拡散アルゴリズムは、フィードバックループにルックアップテーブルを含める。ここでは、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）の入力は、位置（ｍ，ｎ）における前に表示されたピクセル値ｂｐ（ｍ，ｎ）と現在の出力ピクセル値ｂ（ｍ，ｎ）であり、ＬＵＴの出力は現在の出力ピクセルの明度ｅｄ（ｍ，ｎ）における表示エラーである。表示エラーは、量子化関数Ｑｓによる量子化手段によりもたらされるグレイレベル量子化エラーと共に、エラー拡散フィルタ（ここではＨと呼ばれる）のフィードバックエラーに加えられる。
【００３６】
図５を参照するに、これらのブロックは、ハードウェア（回路、専用ロジックなど）、ソフトウェア（汎用コンピュータシステム又は専用マシーン上で実行されるものなど）又は両者の組み合わせを有する処理ロジックにより実現される。また、ピクセル単位で示された処理は、１つのピクセル値に関して記載される。しかしながら、この処理は画像内のすべてのピクセルではないが複数のピクセルに適用されることが、当業者に明らかであろう。
【００３７】
より詳細には、ピクセル値ｘ（ｍ，ｎ）５０１が、量子化関数Ｑｓを実行する量子化手段５０２に入力される変更された入力ピクセルを生成するため、エラー拡散フィルタ５２０の出力を減算する加算手段５０１に入力される。変更された入力ピクセル値はまた、加算手段５２２に入力される（減算のため）。量子化手段５０２は、出力ピクセルｂ（ｍ，ｎ）５３３を生成するため量子化を実行する。一実施例では、量子化関数は、ピクセル値の２５６個の可能なカラーを１６カラーにするカラー量子化を実行するかもしれない。量子化ブロック５０２の出力は、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）５２１と共に加算手段５２２に入力される。
【００３８】
ＬＵＴ５２１は、表示量子化エラーを有し、量子化手段５２２の出力と前の画像ｂｐ（ｍ，ｎ）５３４のピクセル値とに応答して、表示量子化エラーｅｄ（ｍ，ｎ）５３２を生成する。本質的には、表示エラーは、上述されるような電子インクディスプレイの限定されたインパルス幅解像度により引き起こされるあるタイプの量子化エラーである。この表示量子化エラーは、量子化関数Ｑｓのアプリケーションにより生成されるグレイレベル量子化エラーと異なる特性を有する。
【００３９】
一実施例では、同じエラー拡散フィルタパラメータが、グレイレベル量子化エラーと表示量子化エラーの両方について利用される。すなわち、加算手段５２２が表示量子化エラーｅｄ（ｍ，ｎ）５３２を量子化手段の出力ｂ（ｍ，ｎ）５３３に加え、エラー値ｅ（ｍ，ｎ）を生成するため、加算手段５０１から出力される更新されたピクセル値を減算する。エラー値ｅ（ｍ，ｎ）５３１は、エラー拡散フィルタ５２０に入力される。エラー値ｅ（ｍ，ｎ）５３１に応答して、エラー拡散フィルタ５２０は、５２２から受け付けたエラー値ｅ（ｍ，ｎ）に基づき、入力ピクセルからの減算のため加算手段５０１に入力される値を生成する。
【００４０】
表示エラーは、様々な方法により一連のテストを通じて決定することができる。一実施例では、ルックアップテーブルにおける表示エラーは、表示パネルに対して一連のテストを実行することによって決定することができる。一実施例では、高解像度カメラがテストされる表示パネルの上部に固定され、カメラのスナップショットを自動制御し、各表示更新についてキャプチャされた画像データを取得するため、テストプログラムが使用される。２つのテストグレイスケール画像セットが、テストに使用される。１つのセットは、中間的な各グレイレベルのシングルカラーブランク画像を有し、他のセットは、特定のパターンを有する中間的な各グレイレベルペアの２カラー画像を有する（例えば、他のバンドにおける２つのカラーなど）。各テストでは、テストプログラムはまず、２カラーテスト画像入力の表示更新を実行し、その後、表示更新に先行するシングルカラーテスト画像に対して図５に示されるハーフトーン処理を実行する。ルックアップテーブルにおける対応する表示エラーが、ディザ処理されたシングルカラーテスト画像出力について表示パネル上のキャプチャされた画像の一様性を評価することによって調整される。この閉ループテストプロセスは、ルックアップテーブルの各表示エラーエントリについて最良の近似値を検出するため繰り返し実行することができる。
【００４１】
他の実施例では、グレイレベル量子化エラー及び表示量子化エラーは、別々に２つの異なるエラー拡散フィルタに供給される。これは、特に上記２つのタイプの量子化エラーが異なる特性を有する場合に有用である。図６は、エラー拡散アルゴリズムの実現形態にＨｄが表示量子化エラー拡散フィルタ６２１であり、Ｈが従来のエラー拡散フィルタ６２０であることを除いて、図５に示されるハーフトーン処理構成と類似している。一実施例では、ＨｄはＨと同じリニア特徴を共有するが、異なるエラー拡散ウェイトを有するかもしれない。図６を参照するに、図５に関するその他の相違は、表示量子化エラー拡散フィルタ６２１とエラー拡散フィルタ６２０の出力を加算する追加的な加算手段６０１を有することである。表示量子化エラー拡散フィルタ６２１は、ＬＵＴ５２１から出力されるｅｄ（ｍ，ｎ）に応答してそれの出力を生成し、エラー拡散フィルタ６２０は、加算手段６０２が量子化手段５０２の出力、すなわち、ｂ（ｍ，ｎ）、から加算手段５０１の出力を減算した結果であるｅ（ｍ，ｎ）５３２に応答してそれの出力を生成する。
【００４２】
また、ここに記載される量子化エラー拡散フィルタと共にハーフトーン処理フィルタ（エラー拡散フィルタなど）が、当該分野において周知である現在利用可能なフィルタにより実現可能であることに留意されたい。一実施例では、エラー拡散フィルタＨは、以下のようになる。
【００４３】
【数１】
0005556173.tif 000002
【００４４】
他の例については、Ｒ．Ｗ．Ｆｌｏｙｄ及びＬ．Ｓｔｅｉｎｂｅｒｇによる“Ａｎ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ｆｏｒ  Ｓｐａｔｉａｌ  Ｇｒｅｙ  Ｓｃａｌｅ”（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ  １７，７５７７（１９７６））を参照されたい。
【００４５】
他の表示として、図７は、図６において説明されたエラー拡散アルゴリズムと共に表示量子化エラーのシンプルなモデリング図を示す。図７を参照するに、ブロック７００は、表示量子化エラーのモデルを示す。このモデルでは、波形モジュール７０１は、入力として前のピクセル出力値と現在のピクセル出力値とを受け付け、駆動パルスのシーケンスを取得するため、それらを波形ルックアップテーブルに対するインデックスとして使用する。その後、駆動パルスは、所望の反射率を生成するため、表示パネルに印加される。光電モデルモジュール７０２が、電子インクの特性を表すのに利用される。簡単化のため、ＨＶＳ（Ｈｕｍａｎ  Ｖｉｓｕａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）はこのモデリングにおいては考慮されない。上述されるように、表示量子化エラーモデルが測定され、ＬＵＴ５２１（図７に図示される）により表現可能である。一実施例では、ＬＵＴ５２１のエントリ数は、現在の電子インク表示に対して少ない。例えば、４ビットデバイスについて、２５６個のエントリしかＬＵＴ５２１に必要とされていない。
【００４６】
以前の研究に基づき、電子インクのインパルスレスポンス（すなわち、反射率対インパルス幅）は、一定の期間における各グレイスケールレベル状態遷移についてほぼリニアとなる。この特徴は、表示量子化エラー拡散フィルタ設計の低い複雑さを意味する表示量子化エラーモデリングを簡単化する。
【００４７】
上述した画像処理技術に関連するいくつかの効果がある。例えば、一実施例では、上述した画像処理技術は、電子表示の光電モデルを予測することに依拠せず、エラー拡散アルゴリズムが従来のエラー拡散アルゴリズムの安定性の特徴を維持するという点でロウバストなものであり、電子表示上への高い精度によるグレイレベルレンダリングを提供することが可能である。一実施例では、画像処理技術は、表示量子化エラーのルックアップテーブルが容易に測定可能であるという点で効果的である。また、画像処理技術の各実施例は計算量について効率的であり、低いメモリ使用しか要求しないことに留意されたい。
［他の実施例］
一実施例では、上述されたエラー拡散技術は、利用可能であるか又は予測可能である場合、以降の画像シーケンスを含むよう拡張される。図４〜７において上述されたエラー拡散アルゴリズムは、入力として過去の画像シーケンスしか利用しない。特定のアプリケーションでは（画像ブラウジング、マルチページフリッピングなど）、表示用の以降の画像シーケンスが利用可能であるか又は予測可能であるかもしれない。これらのケースでは、上述されたエラー拡散技術は、過去及び以降の画像シーケンスの両方をエラー拡散フィードバックループに含むよう拡張される。この拡張されたアプローチは、より良好なグレイレベルレンダリングとより高い画質を実現することが可能である。
【００４８】
図８は、シーケンスの以降の画像がエラー拡散において利用される画像シーケンス相関ハーフトーン処理を実行するための画像処理アーキテクチャの他の実施例のブロック図である。図８は、ライン８０１を含む例外を除いて、図４に実質的に類似したフレームワークを示す。図８を参照するに、ハーフトーン処理を実行する次のグレイスケール画像がまた、前のグレイスケール画像に対するハーフトーン処理において利用するため、ハーフトーン処理ブロック４０３に提供される。例えば、グレイスケール画像ｋは、ライン８０１に示されるように、グレイスケール画像ｋ−１に適用されるハーフトーン処理プロセスに利用するためハーフトーン処理ブロック４０３に供給される。
【００４９】
他の実施例では、上述した技術はカラー電子表示に拡張されてもよい。より詳細には、一実施例では、ベクトルベースエラー拡散が、表示エラー拡散がすべてのカラーチャネル（ＲＧＢなど）に使用されることを除いて、図４に示されるものと同じフレームワークにおいて利用可能である。
【００５０】
さらなる他の実施例では、上述されたエラー拡散アルゴリズムは、限定されるものでないが、オーダードディザ処理、ブルーノイズマスクなどの他のハーフトーン処理アルゴリズムと置換される。上述された画像シーケンス相関ハーフトーン処理アプローチは、他のハーフトーン処理アルゴリズムと共に機能する。例えば、一実施例では、計算コストが制限され、高画質レンダリングが不要であるとき、デジタルスクリーニングアルゴリズムがへー不トーン処理に利用される。しかしながら、この場合、ルックアップテーブルを含めるためのフィードバックループが存在しないため、表示量子化エラーしかハーフトーン処理アルゴリズムの入力に加えられない。このため、このアプローチは、エラー拡散アルゴリズムと同様の精度を実現しないかもしれない。
［コンピュータシステムの一例］
図９は、ここに記載される処理の１以上を実行可能な一例となるコンピュータシステムのブロック図である。図９を参照するに、コンピュータシステム９００は、一例となるクライアント又はサーバコンピュータシステムを有するかもしれない。コンピュータシステム９００は、情報を通信するための通信機構又はバス９１１と、情報を処理するためのバス９１１に接続されたプロセッサ９１２とを有する。プロセッサ９１２は、マイクロプロセッサを有し、限定されるものでないが、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）、ＰｏｗｅｒＰＣ（登録商標）、Ａｌｐｈａ（登録商標）などのマイクロプロセッサである。
【００５１】
システム９００はさらに、プロセッサ９１２により実行される命令及び情報を格納するため、バス９１１に接続されるＲＡＭ又は他の動的な記憶装置９０４（メインメモリと呼ぶ）を有する。メインメモリ９０４はまた、プロセッサ９１２による命令の実行中に一時的な変数又は他の中間情報を格納するため利用されてもよい。
【００５２】
コンピュータシステム９００はまた、プロセッサ９１２のための命令及び静的な情報を格納するため、バス９１１に接続されるＲＯＭ及び／又は他の静的な記憶装置９０６と、磁気ディスク、光ディスク、それの対応するディスクドライブなどのデータ記憶装置９０７とを有する。データ記憶装置９０７は、情報及び命令を格納するためバス９１１に接続される。
【００５３】
コンピュータシステム９００はさらに、コンピュータユーザに情報を表示するためバス９１１に接続されるＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）やＣＲＴ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などの表示装置９２１に接続されてもよい。英数字及び他のキーを含む英数字入力装置９２２が、プロセッサ９１２に情報及びコマンド選択を通信するためバス９１１に接続されてもよい。さらなるユーザ入力装置は、プロセッサ９１２に方向情報及びコマンド選択を通信し、ディスプレイ９２１上のカーソルの動きを制御するため、バス９１１に接続されるマウス、トラックボール、トラックパッド、スタイラス、又はカーソル方向キーなどのカーソルコントロール９２３である。
【００５４】
バス９１１に接続される他の装置は、紙、フィルム、同様のタイプの媒体などの媒体に情報をマーキングするのに利用可能なハードコピー装置９２４である。バス９１１に接続された他の装置は、電話又は携帯装置と通信するための有線／無線通信機能９２５である。
【００５５】
システム９００のコンポーネントの何れか又はすべて及び関連するハードウェアが本発明で利用可能であることに留意されたい。しかしながら、コンピュータシステムの他の構成はこれらの装置の一部又はすべてを有するかもしれないことが理解できる。
【００５６】
本発明の多数の変更及び改良が上記記載を参照した後に、当業者に明らかになるが、図示及び記載された何れか特定の実施例は例示のためのものであり、限定するものと解釈されるものでないことが理解されるべきである。このため、各種実施例の詳細に対する参照は、本発明に本質的なものとしてみなされる特徴しか記載していない請求項の範囲を限定するものでない。
【００５７】
本出願は、２００７年６月１５日に出願された米国基礎出願第１１／７６４，０７６号に基づくものであり、その内容のすべてが参照することにより援用される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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